基于复阻抗分析法的氧化钛湿敏元件建模与参数拟合.pdfVIP

刘 罡等：基于复阻抗分析法的氧化钛湿敏元件建模与参数拟合 基于复阻抗分析法的氧化钛湿敏元件建模与参数拟合 刘 罡，李巴津，崔国利 (内蒙古工业大学 内蒙古 呼和浩特 010051) 摘 要 ：应用 0rigin软件对实验数据进行处理，得 出湿敏元件在不 同相对湿度下复阻抗随频率变化 曲线。根据理想等 效电路 的复阻抗 曲线与实际测量得到的曲线进行 比较 ，提 出相应的等效电路 ，用阻抗分析软件 Zsimpwin时氧化钛在不 同温 度下的交流阻抗测试结果进行对 比拟合处理，推导出等效电路的有关参数。对氧化钛湿敏元件提出新的模型结构，并用 Zsimpwin软件进行参数拟合 ，拟合结果证 明该模 型的合理性 。 关键词 ：湿敏元件 ；复 阻抗 ；等效 电路 ；拟合结果 中图分类号：TN710 文献标识码 ：A 文章编号：1004—373X(2009)12—134一O3 M odelingandParameterFittingofTitaniaHumiditySensorBasedon ComplexImpedanceM ethod LIU Gang，LIBajin，CUIGuoli (InnerMongoliaUniversityofTechnology．Huhhot，010051，China) Abstract：TheexperimentdataaremanagedbysoftwarenamedOrigin．Thecharacteristiccurvesofcompleximpedanceof thesensorsversusRelativeHumidity (RH)aremeasuredatdifferentfrequencies．Equivalentcircuitisproposedaccordingto theidealequivalentcircuitScompleximpedancecurveandtheactualsurveywhicharecarriedonthecomparison．TheAC im— pedancetestedresultsofTitaniaatdifferenttemperaturesarefittedusingimpedanceanalysissoftwarenamedZsimpwin．Atthe sametime，someparametersofthecircuitarededuced．A new modelstructureofTitaniahumiditysensorisproposed，andthe parameterfitswiththeZsimpwinsoftwarearecarriedon．Thefittingresultsprovethatthemodelisreasonable． Keywords：hum iditysensor；complex impedance；equivalentcircuit；fittingresult 等效电路是用来分析实验效果的一种工具和手段 。 湿度源瓶中，在不同频率下测量其复阻抗、复角等电学参 选择合适的等效电路可 以使分析实验结果更加有利 ，而 数。测量仪器为 ZL5型智能 LCR测量仪 ，其频率范围为 选择复杂繁琐的等效电路会给工作带来麻烦。氧化钛 10Hz～100kHz[朝；相对湿度 由饱和盐法提供 ，范 围为 是重要的电子功能材料 ，在传感器 、光催化 降解水 中污 9．4 ～97．2 RH，室温 20℃，测试电压为 1V。 染物及介电等方面有着广泛的应用_1]。因此 ，对湿敏材 图1为不 同湿度 (9．4 ，67．696／，97．296／)时测量的 料氧化钛的等效电路研究 ，不但具有理论意义，而且具 氧化钛湿敏元件的复阻抗特性曲线。 有非常重要 的实际应用价值 。